Le couplage spin-spin

Définition du couplage

On appelle un système faiblement couplé si le déplacement chimique est important par rapport à la constante de couple. Chaque groupe de pic est alors bien séparé. C’est l’inverse pour les systèmes fortement couplés.
Pour les systèmes faiblement couplés, on obtient 2nI+1 pics ou n est le nombre de voisins. Dans le cas de la RMN du proton, I=1/2, on a donc n+1 pics.
En effet chaque H voisins aura 2 populations différentes m=1/2 et m=-1/2. S’il y a un 2ème noyau d’H, il va séparer encore les niveaux par 2 donc 1 qui sera en commun car on a la même constante de couplage. On aura donc 3 écrans différents donc 3 pics. Les intensités des pics vont suivre le triangle de Pascal.

Couplage spin-spin

Constantes de couplage

La constante de couplage est notée J avec un chiffre en haut à gauche qui indique le nombre de liaisons séparant les noyaux.
1J couplage en général hétéronucléaire : les atomes ne sont séparés que par une seule liaison
2J couplage géminé : concerne les atomes séparés par 2 liaisons.  le couplage a lieu que si les H ne sont pas identiques (configuration comme dans un cycle, double liaison bloquant la rotation …) il n’y donc pas de couplage pour un CH2 ou CH3.
3J couplage vicinal : concerne les atomes séparés pas 3 liaisons
4J : le couplage longue distance : en général inférieur à 0.5Hz et pas décelés

Cas des noyaux aromatiques

Le déplacement chimique des protons aromatiques se situe vers 7 et varie suivant les substitutions
Position ortho : couplage de type 3J de l’ordre de 8 à 10 Hz
Position méta : couplage de type 4J de l’ordre de 2 à 3 Hz
Couplage 4J extra cycle : pas visible car < à 1Hz
Position  para : inférieur à 1Hz donc pas visible
Ne pas oublier que pour des protons isochrone (identiques) il n’y a pas de couplage.